JP7014548B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。

従来、磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging：ＭＲＩ）装置で用いられる傾斜磁場コイルは、傾斜磁場を発生させるために流される電流や、傾斜磁場に起因して発生する渦電流によって発熱する。この熱を除去するため、一般的に、傾斜磁場コイルには、冷媒を流すための冷却管が設けられる。

特開２０１０－２６９１３６号公報 特開２０１１－０１０７６０号公報 特開２００８－０１２１１８号公報

本発明が解決しようとする課題は、傾斜磁場コイルの発熱分布に応じて冷却箇所を最適化することができる磁気共鳴イメージング装置を提供することである。

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、傾斜磁場コイルと、第１の冷却管と、第２の冷却管と、切替部とを備える。傾斜磁場コイルは、被検体が配置される撮像空間に傾斜磁場を発生させる。第１の冷却管は、前記傾斜磁場コイルを全体的に冷却する。第２の冷却管は、前記傾斜磁場コイルを局所的に冷却する。切替部は、前記第１の冷却管及び前記第２の冷却管それぞれに供給される冷媒の状態を切り替える。

図１は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る傾斜磁場コイルが有するＸコイルの一例を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係る傾斜磁場コイルが有するＹコイルの一例を示す図である。 図４は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置が有する傾斜磁場コイルを冷却するための構成の一例を示す図である。 図５は、第１の実施形態に係る主冷却管の一例を示す図である。 図６は、第１の実施形態に係る局所冷却管の一例を示す図である。 図７は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置によって行われる傾斜磁場コイルの冷却に関する処理の処理手順を示すフローチャートである。 図８は、第２の実施形態に係る冷媒の流れの制御方法を示す図である。 図９は、第３の実施形態に係る局所冷却管の一例を示す図である。 図１０は、第３の実施形態に係る局所冷却管の他の例を示す図である。 図１１は、第３の実施形態に係る局所冷却管の他の例を示す図である。 図１２は、第４の実施形態に係る局所冷却管の一例を示す図である。 図１３は、第５の実施形態に係る主冷却管の一例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の構成例を示す図である。例えば、図１に示すように、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源３、送信コイル４、送信回路５、受信コイル６、受信回路７、架台８、寝台９、入力インタフェース１０、ディスプレイ１１、記憶回路１２、及び処理回路１３～１６を備える。

静磁場磁石１は、被検体Ｓが配置される撮像空間に静磁場を発生させる。具体的には、静磁場磁石１は、中空の略円筒状（円筒の中心軸に直交する断面が楕円状となるものを含む）に形成されており、円筒内の空間に静磁場を発生させる。例えば、静磁場磁石１は、略円筒状に形成された冷却容器と、当該冷却容器内に充填された冷却材（例えば、液体ヘリウム等）に浸漬された超伝導磁石等の磁石とを有している。ここで、例えば、静磁場磁石１は、永久磁石を用いて静磁場を発生させるものであってもよい。

傾斜磁場コイル２は、静磁場磁石１の内側に配置されており、被検体Ｓが配置される撮像空間に傾斜磁場を発生させる。具体的には、傾斜磁場コイル２は、中空の略円筒状（円筒の中心軸に直交する断面が楕円状となるものを含む）に形成されており、円筒内の空間に、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸に沿った傾斜磁場を発生させる。ここで、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、ＭＲＩ装置１００に固有の装置座標系を構成する。例えば、Ｚ軸は、傾斜磁場コイル２の円筒の軸に一致し、静磁場磁石１によって発生する静磁場の磁束に沿って設定される。また、Ｘ軸は、Ｚ軸に直交する水平方向に沿って設定され、Ｙ軸は、Ｚ軸に直交する鉛直方向に沿って設定される。

より具体的には、傾斜磁場コイル２は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸に対応する三つのコイル、即ち、Ｘコイル、Ｙコイル及びＺコイルが積層されて形成されている。Ｘコイルは、サドル状に形成されたサドルコイルであり、Ｘ軸、即ち、傾斜磁場コイル２の円筒の軸に直交する水平方向に沿って、傾斜磁場を発生させる。また、Ｙコイルは、Ｘコイルと同様にサドルコイルであるが、Ｙ軸、即ち、傾斜磁場コイル２の円筒の軸に直交する上下の方向に沿って、傾斜磁場を発生させる。また、Ｚコイルは、螺旋状に形成されたソレノイドコイルであり、Ｚ軸、即ち、傾斜磁場コイル２の円筒の軸に沿って、傾斜磁場を発生させる。

図２は、第１の実施形態に係る傾斜磁場コイル２が有するＸコイルの一例を示す図である。また、図３は、第１の実施形態に係る傾斜磁場コイル２が有するＹコイルの一例を示す図である。

例えば、図２に示すように、Ｘコイル２Ｘは、傾斜磁場コイル２の円筒の軸を挟んで、水平方向の一方の側（図２における手前側）に配置された二つのコイルループと、他方の側（図２における奥側）に配置された二つのコイルループ（図示を省略）とを含んでいる。ここで、水平方向の一方の側に配置されたコイルループと、他方の側に配置されたコイルループとは、互いの中心が傾斜磁場コイル２の円筒の軸を挟んで水平方向に対向するように配置されている。そして、Ｘコイル２Ｘは、電流が流れた際に、対向するコイルループを貫く磁束が発生することによって、傾斜磁場コイル２の円筒の軸に直交する水平方向に沿った傾斜磁場を発生させるように構成されている。

一方、例えば、図３に示すように、Ｙコイル２Ｙは、傾斜磁場コイル２の円筒の軸を挟んで、鉛直方向の一方の側（図３における上側）に配置された二つのコイルループと、他方の側（図３における下側）に配置された二つのコイルループとを含んでいる。ここで、鉛直方向の一方の側に配置されたコイルループと、他方の側に配置されたコイルループとは、互いの中心が傾斜磁場コイル２の円筒の軸を挟んで鉛直方向に対向するように配置されている。そして、Ｙコイル２Ｙは、電流が流れた際に、対向するコイルループを貫く磁束が発生することによって、傾斜磁場コイル２の円筒の軸に直交する鉛直方向に沿った傾斜磁場を発生させるように構成されている。

ここで、例えば、傾斜磁場コイル２は、ＡＳＧＣ（Actively Shielded Gradient Coil）である。ＡＳＧＣは、傾斜磁場を発生させるメインコイルと、漏洩磁場を打ち消すシールドコイルとを備える。シールドコイルは、メインコイルの周囲を囲むように配置され、漏洩磁場を打ち消すためのシールド用の磁場を発生させる。ＡＳＧＣでは、メインコイル及びシールドコイルそれぞれが、上述したＸコイル、Ｙコイル及びＺコイルを有する。

図１に戻って、傾斜磁場電源３は、傾斜磁場コイル２が有するＸコイル、Ｙコイル及びＺコイルそれぞれに個別に電流を供給することで、傾斜磁場コイル２の内側の空間に、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸それぞれに沿った傾斜磁場を発生させる。

このように、傾斜磁場電源３がＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸それぞれに沿った傾斜磁場を発生させることによって、リードアウト方向、位相エンコード方向、及びスライス方向それぞれに沿った傾斜磁場を発生させることができる。リードアウト方向、位相エンコード方向、及びスライス方向それぞれに沿った軸は、撮像の対象となるスライス領域又はボリューム領域を規定するための論理座標系を構成する。なお、以下では、リードアウト方向に沿った傾斜磁場をリードアウト傾斜磁場と呼び、位相エンコード方向に沿った傾斜磁場を位相エンコード傾斜磁場と呼び、スライス方向に沿った傾斜磁場をスライス傾斜磁場と呼ぶ。

これらの傾斜磁場は、静磁場磁石１によって発生する静磁場に重畳され、ＭＲ（Magnetic Resonance（磁気共鳴））信号に空間的な位置情報を付与するために用いられる。具体的には、リードアウト傾斜磁場は、リードアウト方向の位置に応じてＭＲ信号の周波数を変化させることで、ＭＲ信号にリードアウト方向に沿った位置情報を付与する。また、位相エンコード傾斜磁場は、位相エンコード方向に沿ってＭＲ信号の位相を変化させることで、ＭＲ信号に位相エンコード方向の位置情報を付与する。また、スライス傾斜磁場は、撮像領域がスライス領域の場合には、スライス領域の方向、厚さ、枚数を決めるために用いられ、撮像領域がボリューム領域である場合には、スライス方向の位置に応じてＭＲ信号の位相を変化させることで、ＭＲ信号にスライス方向に沿った位置情報を付与する。

送信コイル４は、傾斜磁場コイル２の内側に配置されており、被検体Ｓが配置される撮像空間にＲＦ（Radio Frequency）磁場を印加する。具体的には、送信コイル４は、中空の略円筒状（円筒の中心軸に直交する断面が楕円状となるものを含む）に形成されており、送信回路５から出力されるＲＦパルス信号に基づいて、円筒内の空間にＲＦ磁場を印加する。

送信回路５は、ラーモア周波数に対応するＲＦパルス信号を送信コイル４に出力する。

受信コイル６は、被検体Ｓから発せられるＭＲ信号を受信するＲＦコイルである。例えば、受信コイル６は、送信コイル４の内側に配置された被検体Ｓに装着され、送信コイル４によって印加されるＲＦ磁場の影響で被検体Ｓから発せられるＭＲ信号を受信する。そして、受信コイル６は、受信したＭＲ信号を受信回路７へ出力する。例えば、受信コイル６には、撮像対象の部位ごとに専用のコイルが用いられる。ここで、専用のコイルとは、例えば、頭部用の受信コイル、頚部用の受信コイル、肩用の受信コイル、胸部用の受信コイル、腹部用の受信コイル、下肢用の受信コイル、脊椎用の受信コイル等である。

受信回路７は、受信コイル６から出力されるＭＲ信号に基づいてＭＲ信号データを生成し、生成したＭＲ信号データを処理回路１４に出力する。

なお、ここでは、送信コイル４がＲＦ磁場を印加し、受信コイル６がＭＲ信号を受信する場合の例を説明するが、各ＲＦコイルの形態はこれに限られない。例えば、送信コイル４が、ＭＲ信号を受信する受信機能をさらに有してもよいし、受信コイル６が、ＲＦ磁場を印加する送信機能をさらに有していてもよい。送信コイル４が受信機能を有している場合は、受信回路７は、送信コイル４によって受信されたＭＲ信号からもＭＲ信号データを生成する。また、受信コイル６が送信機能を有する場合は、送信回路５は、受信コイル６にもＲＦパルス信号を出力する。

架台８は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２及び送信コイル４を収容している。具体的には、架台８は、円筒状に形成された中空のボアＢを有しており、ボアＢを囲むように静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２及び送信コイル４を配置した状態で、それぞれを収容している。ここで、架台８が有するボアＢの内側の空間が、被検体Ｓの撮像が行われる際に被検体Ｓが配置される撮像空間となる。

寝台９は、被検体Ｓが載置される天板９ａを備え、被検体Ｓの撮像が行われる際に、架台８におけるボアＢの内側へ天板９ａを挿入する。例えば、寝台９は、長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように設置されている。

入力インタフェース１０は、操作者から各種指示及び各種情報の入力操作を受け付ける。具体的には、入力インタフェース１０は、処理回路１６に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し制御回路へと出力する。例えば、入力インタフェース１０は、撮像条件や関心領域（Region Of Interest：ＲＯＩ）の設定等を行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力インタフェース、及び音声入力インタフェース等によって実現される。なお、本明細書において、入力インタフェース１０は、マウス、キーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース１０の例に含まれる。

ディスプレイ１１は、各種情報及び各種画像を表示する。具体的には、ディスプレイ１１は、処理回路１６に接続されており、処理回路１６から送られる各種情報及び各種画像のデータを表示用の電気信号に変換して出力する。例えば、ディスプレイ１１は、液晶モニタやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）モニタ、タッチパネル等によって実現される。

記憶回路１２は、各種データを記憶する。具体的には、記憶回路１２は、ＭＲ信号データや画像データを記憶する。例えば、記憶回路１２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子やハードディスク、光ディスク等によって実現される。

処理回路１３は、寝台制御機能１３ａを有する。例えば、処理回路１３は、プロセッサによって実現される。寝台制御機能１３ａは、寝台９に接続され、制御用の電気信号を寝台９へ出力することで、寝台９の動作を制御する。例えば、寝台制御機能１３ａは、入力インタフェース１０を介して、天板９ａを長手方向、上下方向又は左右方向へ移動させる指示を操作者から受け付け、受け付けた指示に従って天板９ａを移動するように、寝台９が有する天板９ａの駆動機構を動作させる。

処理回路１４は、実行機能１４ａを有する。実行機能１４ａは、処理回路１６から出力されるシーケンス実行データに基づいて傾斜磁場電源３、送信回路５及び受信回路７を駆動することで、ＭＲ信号データのデータ収集を行う。ここで、シーケンス実行データは、ＭＲ信号データを収集するための手順を示すパルスシーケンスを定義した情報である。具体的には、シーケンス実行データは、傾斜磁場電源３が傾斜磁場コイル２に電流を供給するタイミング及び供給される電流の強さ、送信回路５が送信コイル４に供給するＲＦパルス信号の強さや供給タイミング、受信回路７がＭＲ信号を検出する検出タイミング等を定義した情報である。例えば、処理回路１４は、プロセッサによって実現される。

また、実行機能１４ａは、各種パルスシーケンスを実行した結果として、受信回路７からＭＲ信号データを受信し、受信したＭＲ信号データを記憶回路１２に記憶させる。なお、実行機能１４ａによって受信されたＭＲ信号データの集合は、前述したリードアウト傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場、及びスライス傾斜磁場によって付与された位置情報に応じて２次元又は３次元に配列されることで、ｋ空間を構成するデータとして記憶回路１２に記憶される。

処理回路１５は、画像生成機能１５ａを有する。画像生成機能１５ａは、記憶回路１２に記憶されたＭＲ信号データに基づいて画像を生成する。具体的には、画像生成機能１５ａは、実行機能１４ａによって記憶回路１２に記憶されたＭＲ信号データを読み出し、読み出したＭＲ信号データに後処理、即ち、フーリエ変換等の再構成処理を施すことで画像を生成する。また、画像生成機能１５ａは、生成した画像の画像データを記憶回路１２に記憶させる。例えば、処理回路１５は、プロセッサによって実現される。

処理回路１６は、ＭＲＩ装置１００が有する各構成要素を制御することで、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。例えば、処理回路１６は、入力インタフェース１０を介して操作者からパルスシーケンスに関する各種パラメータの入力を受け付け、受け付けた各種パラメータの入力値に基づいて撮像条件を設定する。また、処理回路１６は、撮像条件に基づいてシーケンス実行データを生成し、当該シーケンス実行データを処理回路１４に送信することで、各種のパルスシーケンスを実行する。また、例えば、処理回路１６は、操作者から要求された画像の画像データを記憶回路１２から読み出し、読み出した画像をディスプレイ１１に出力する。例えば、処理回路１６は、プロセッサによって実現される。

ここで、上述したＭＲＩ装置１００の各構成要素は、例えば、撮影室２００と、操作室３００とに分けて設置される。撮影室２００は、シールドルームであり、室外で発生する電磁波ノイズから室内の空間を遮蔽するとともに、室内で発生する電磁波ノイズが室外に漏れるのを防ぐ。具体的には、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、送信コイル４、受信コイル６、架台８、及び寝台９が撮影室２００に設置され、傾斜磁場電源３、送信回路５、受信回路７、入力インタフェース１０、ディスプレイ１１、記憶回路１２、及び処理回路１３～１６が操作室３００に設置される。

以上、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００の全体的な構成について説明した。このような構成のもと、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、傾斜磁場コイル２を冷却するための構成を有している。そして、本実施形態では、ＭＲＩ装置１００は、傾斜磁場コイル２の発熱分布に応じて冷却箇所を最適化することができるように構成されている。

具体的には、ＭＲＩ装置１００は、第１の冷却管と、第２の冷却管と、切替部とを備えている。第１の冷却管は、傾斜磁場コイル２を全体的に冷却し、第２の冷却管は、傾斜磁場コイル２を局所的に冷却する。そして、切替部は、第１の冷却管及び第２の冷却管それぞれに供給される冷媒の状態を切り替える。また、ＭＲＩ装置１００は、冷媒の流量又は温度を変化させる冷却部をさらに備えている。

図４は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００が有する傾斜磁場コイル２を冷却するための構成の一例を示す図である。なお、図４では、説明の便宜上、図１に示したＭＲＩ装置１００の構成要素のうち、傾斜磁場コイル２及び処理回路１６以外の構成については、図示を省略している。

例えば、図４に示すように、ＭＲＩ装置１００は、主冷却管３０と、局所冷却管４０と、主温度センサ５０と、局所温度センサ６０と、冷却装置７０と、切替装置８０とを備えている。ここで、例えば、切替装置８０は撮影室２００に設置され、冷却装置７０は屋外に設置される。なお、本実施形態における主冷却管３０は、第１の冷却管の一例である。また、本実施形態における局所冷却管４０は、第２の冷却管の一例である。また、本実施形態における冷却装置７０は、冷却部の一例である。また、本実施形態における切替装置８０は、切替部の一例である。

主冷却管３０は、傾斜磁場コイル２を全体的に冷却する。

図５は、第１の実施形態に係る主冷却管３０の一例を示す図である。例えば、図５に示すように、主冷却管３０は、螺旋状に形成されており、傾斜磁場コイル２の円筒形状に沿って、傾斜磁場コイル２の略全体にわたって設けられている。ここで、例えば、主冷却管３０は、傾斜磁場コイル２の中でＸコイル、Ｙコイル及びＺコイルの周囲に各コイルの位置を固定するために充填された樹脂に埋設されている。

例えば、主冷却管３０は、傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側（図５における左側）に冷媒の流入口を有し、他端側（図５における右側）に冷媒の流出口を有している。そして、主冷却管３０は、流入口から流入した冷媒を傾斜磁場コイル２の中で螺旋状の経路に沿って流通させた後に、流出口から排出するように配管されている。

なお、図５では、主冷却管３０が、螺旋状に形成された一本の冷却管で構成される場合の例を示しているが、実施形態はこれに限られない。例えば、主冷却管３０は、それぞれ螺旋状に形成された複数本の冷却管を並列に配置して構成されていてもよい。また、図５では、主冷却管３０が、傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側に冷媒の流入口を有し、他端側に冷媒の流出口を有する場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、主冷却管３０は、冷媒の流入口及び流出口の両方が、傾斜磁場コイル２の軸方向の同一端側に配置されるように構成されていてもよい。また、傾斜磁場コイル２がＡＳＧＣである場合には、主冷却管３０は、メインコイル及びシールドコイルのそれぞれに設けられていてもよい。

局所冷却管４０は、傾斜磁場コイル２を局所的に冷却する。

具体的には、局所冷却管４０は、傾斜磁場コイル２の中で他の箇所と比べて発熱量が多くなる箇所を局所的に冷却する。例えば、局所冷却管４０は、傾斜磁場コイル２における磁束の鎖交が多くなる箇所で密になるように配管されている。また、局所冷却管４０は、傾斜磁場コイル２の端部から磁束の鎖交が多くなる箇所までの間は直線的に配管されている。

一般的に、サドルコイルでは、コイルループの中心部分で磁束の鎖交が最も多くなり、その結果、コイルループの中心部分で発熱量が多くなると考えられる。そこで、本実施形態では、局所冷却管４０は、Ｘコイル２Ｘ及びＹコイル２Ｙそれぞれが有するコイルループの中心部分で密になるように配管されている。

図６は、第１の実施形態に係る局所冷却管４０の一例を示す図である。なお、図６では、説明の便宜上、傾斜磁場コイル２に含まれるＸコイル２Ｘ及びＹコイル２Ｙそれぞれについて、傾斜磁場コイル２の軸に対して水平方向又は鉛直方向の同じ側に配置された二つのコイルループを模擬的に示している。

例えば、図６に示すように、局所冷却管４０は、傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側（図６における左側）に配置された第１の局所冷却管４１と、他端側（図６における右側）に配置された第２の局所冷却管４２とを含んでいる。ここで、例えば、第１の局所冷却管４１及び第２の局所冷却管４２は、傾斜磁場コイル２の中でＸコイル、Ｙコイル及びＺコイルの周囲に各コイルの位置を固定するために充填された樹脂に埋設されている。

第１の局所冷却管４１は、傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側に冷媒の流入口及び流出口を有している。そして、第１の局所冷却管４１は、流入口から流入した冷媒を、Ｘコイル２Ｘに含まれるコイルループのうちの傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側に配置されたコイルループの付近、及び、Ｙコイル２Ｙに含まれるコイルループのうちの傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側に配置されたコイルループの付近の順に流通させた後に、流出口から排出するように配管されている。

ここで、第１の局所冷却管４１は、傾斜磁場コイル２の軸方向の一端から各コイルループの中心までの間は直線的に配管されており、各コイルループの中心付近では、コイルループの中心から外側に向かって徐々に広がる渦状に配管されている。即ち、第１の局所冷却管４１は、傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側において、磁束の鎖交が多くなる箇所で密になるように配管されている。

一方、第２の局所冷却管４２は、傾斜磁場コイル２の軸方向の他端側に冷媒の流入口及び流出口を有している。そして、第２の局所冷却管４２は、流入口から流入した冷媒を、Ｘコイル２Ｘに含まれるコイルループのうちの傾斜磁場コイル２の軸方向の他端側に配置されたコイルループの付近、及び、Ｙコイル２Ｙに含まれるコイルループのうちの傾斜磁場コイル２の軸方向の他端側に配置されたコイルループの付近の順に流通させた後に、流出口から排出するように配管されている。

ここで、第２の局所冷却管４２は、傾斜磁場コイル２の軸方向の他端から各コイルループの中心までの間は直線的に配管されており、各コイルループの中心付近では、コイルループの中心から外側に向かって徐々に広がる渦状に配管されている。即ち、第２の局所冷却管４２は、傾斜磁場コイル２の軸方向の他端側において、磁束の鎖交が多くなる箇所で密になるように配管されている。

このように、第１の局所冷却管４１及び第２の局所冷却管４２が、それぞれ、傾斜磁場コイル２における磁束の鎖交が多くなる箇所で密になるように配管されることによって、傾斜磁場コイル２内で他の箇所と比べて大きく発熱する箇所を重点的に冷却できるようになる。

主温度センサ５０は、傾斜磁場コイル２における全体的な温度を計測する。

例えば、主温度センサ５０は、主冷却管３０の流出口又は流出口の付近に設置されており、主冷却管３０から流出する冷媒の温度を計測する。または、主温度センサ５０は、傾斜磁場コイル２に発生する平均的な温度を示す箇所に設置され、当該箇所の温度を計測してもよい。または、主温度センサ５０は、傾斜磁場コイル２における複数箇所の温度を検出し、検出した温度の平均値を傾斜磁場コイル２における全体的な温度として計測してもよい。

局所温度センサ６０は、傾斜磁場コイル２における局所的な温度を計測する。

例えば、局所温度センサ６０は、局所冷却管４０の流出口又は流出口の付近に設置されており、局所冷却管４０から流出する冷媒の温度を計測する。または、局所温度センサ６０は、局所冷却管４０が密に配置される箇所の温度を計測してもよい。即ち、その場合には、局所温度センサ６０は、傾斜磁場コイル２の中で他の箇所と比べて発熱量が多くなる箇所の温度を計測することになる。例えば、局所冷却管４０は、傾斜磁場コイル２における磁束の鎖交が多くなる箇所の温度を計測する。例えば、局所冷却管４０は、Ｘコイル２Ｘ及びＹコイル２Ｙそれぞれが有するコイルループの中心付近の温度を計測する。

冷却装置７０は、主冷却管３０及び局所冷却管４０に供給される冷媒の流量を変化させる。

具体的には、冷却装置７０は、切替装置８０を介して、主冷却管３０及び局所冷却管４０に冷媒（例えば、冷却水等）を供給する。そして、冷却装置７０は、処理回路１６から送信される制御信号に基づいて、主冷却管３０及び局所冷却管４０に供給される冷媒の流量を変化させる。

本実施形態では、冷却装置７０は、撮像条件に基づいて、主冷却管３０及び局所冷却管４０に供給される冷媒の流量を変化させる。また、本実施形態では、冷却装置７０は、傾斜磁場コイル２の温度に基づいて、主冷却管３０及び局所冷却管４０に供給される冷媒の流量を変化させる。

切替装置８０は、主冷却管３０及び局所冷却管４０それぞれに供給される冷媒の状態を切り替える。

具体的には、切替装置８０は、冷却装置７０から供給される冷媒を主冷却管３０及び局所冷却管４０に配給する。そして、切替装置８０は、処理回路１６から送信される制御信号に基づいて、主冷却管３０及び局所冷却管４０それぞれに供給される冷媒の状態を切り替える。

本実施形態では、切替装置８０は、撮像条件に基づいて、主冷却管３０及び局所冷却管４０それぞれに供給される冷媒の流量割合を切り替える。また、本実施形態では、切替装置８０は、傾斜磁場コイル２の温度に基づいて、主冷却管３０及び局所冷却管４０それぞれに供給される冷媒の流量割合を切り替える。

ここで、本実施形態では、上述した冷却装置７０及び切替装置８０を制御するために、処理回路１６が、撮像条件制御機能１６ａと、信号処理機能１６ｂとを有している。なお、本実施形態における撮像条件制御機能１６ａは、撮像条件制御部の一例である。また、本実施形態における信号処理機能１６ｂは、信号処理部の一例である。ここで、本明細書における撮像条件制御部及び信号処理部は、回路等のハードウェアとソフトウェアとの混合によって実現されても構わない。

撮像条件制御機能１６ａは、撮像条件に基づいて、撮像が開始される前に、冷却装置７０及び切替装置８０を制御する。

具体的には、撮像条件制御機能１６ａは、操作者から受け付けた各種パラメータの入力値に基づいて撮像条件を設定する。そして、撮像条件制御機能１６ａは、設定した撮像条件に基づいて、冷却装置７０によって供給される冷媒の流量と、切替装置８０によって主冷却管３０及び局所冷却管４０それぞれに供給される冷媒の流量割合とを決定する。

例えば、撮像条件制御機能１６ａは、撮像条件に基づいて、撮像中に傾斜磁場コイル２に生じる全体的な発熱量と、局所的な発熱量とを予測する。一例として、例えば、ＥＰＩ（Echo Planar Imaging）のように、極性が反対のリードアウト傾斜磁場を交互に繰り返し印加する撮像や、ＤＷＩ（Diffusion Weighted Imaging）で用いられるＭＰＧ（Motion Probing Gradient）パルスのように、異なる方向の傾斜磁場を交互に繰り返し印加する撮像が行われる場合には、他の撮像法による撮像と比べて、撮像中にＸコイルやＹコイルの発熱量が多くなると考えられる。このように、撮像中にＸコイル又はＹコイルの発熱量が多くなると想定される撮像条件が設定された場合には、撮像条件制御機能１６ａは、撮像中に傾斜磁場コイル２に生じる局所的な発熱量が、全体的な発熱量と比べて多くなると予測する。

その後、撮像条件制御機能１６ａは、予測した全体的な発熱量及び局所的な発熱量に基づいて、撮像中における傾斜磁場コイル２の全体的な温度及び局所的な温度がそれぞれ所定の温度となるように、冷却装置７０によって供給される冷媒の流量と、切替装置８０によって主冷却管３０及び局所冷却管４０それぞれに供給される冷媒の流量割合とを決定する。

そして、撮像条件制御機能１６ａは、撮像が開始される前に、決定した冷媒の流量を示す制御信号を冷却装置７０に送信し、また、決定した冷媒の流量割合を示す制御信号を切替装置８０に送信する。

信号処理機能１６ｂは、傾斜磁場コイル２の温度に基づいて、撮像中に、冷却装置７０及び切替装置８０を制御する。

具体的には、信号処理機能１６ｂは、撮像中に、主温度センサ５０によって計測された温度と、局所温度センサ６０によって計測された温度とに基づいて、傾斜磁場コイル２の全体的な温度及び局所的な温度を監視する。そして、信号処理機能１６ｂは、傾斜磁場コイル２の全体的な温度及び局所的な温度に基づいて、リアルタイムに、冷却装置７０によって供給される冷媒の流量と、切替装置８０によって主冷却管３０及び局所冷却管４０それぞれに供給される冷媒の流量割合とを切り替える。

例えば、信号処理機能１６ｂは、主温度センサ５０によって計測された温度と、局所温度センサ６０によって計測された温度とに基づいて、撮像中における傾斜磁場コイル２の全体的な温度及び局所的な温度がそれぞれ所定の温度となるように、冷却装置７０によって供給される冷媒の流量と、切替装置８０によって主冷却管３０及び局所冷却管４０それぞれに供給される冷媒の流量割合とを決定する。

例えば、信号処理機能１６ｂは、主温度センサ５０によって計測された温度、及び、局所温度センサ６０によって計測された温度がそれぞれ所定の温度より高い場合には、冷却装置７０によって供給される冷媒の流量を増加させる。逆に、主温度センサ５０によって計測された温度、及び、局所温度センサ６０によって計測された温度がそれぞれ所定の温度より低い場合には、信号処理機能１６ｂは、冷却装置７０によって供給される冷媒の流量を減少させる。

また、例えば、信号処理機能１６ｂは、局所温度センサ６０によって計測された温度が主温度センサ５０によって計測された温度より高い場合には、主冷却管３０と比べて局所冷却管４０に流れる冷媒の量が多くなるように、切替装置８０によって局所冷却管４０に供給される冷媒の流量割合を増加させる。逆に、主温度センサ５０によって計測された温度が局所温度センサ６０によって計測された温度より高い場合には、信号処理機能１６ｂは、局所冷却管４０と比べて主冷却管３０に流れる冷媒の量が多くなるように、切替装置８０によって主冷却管３０に供給される冷媒の流量割合を増加させる。

そして、信号処理機能１６ｂは、リアルタイムに、決定した冷媒の流量を示す制御信号を冷却装置７０に送信し、また、決定した冷媒の流量割合を示す制御信号を切替装置８０に送信することで、冷媒の流量及び流量割合を切り替える。なお、ここでいうリアルタイムとは、厳密に即時でなくてもよく、許容可能な範囲内のタイムラグを含んでいてもよいし、所定の時間間隔ごとのタイミングであってもよい。

このように、信号処理機能１６ｂが、傾斜磁場コイル２の温度が所定の温度となるように、冷却装置７０によって供給される冷媒の流量、及び、切替装置８０によって主冷却管３０及び局所冷却管４０それぞれに供給される冷媒の流量割合を調整して最適化することによって、傾斜磁場コイル２を効率よく冷却できるとともに、冷却に必要な電力等を節約できるようになる。

ここで、例えば、上述した撮像条件制御機能１６ａ及び信号処理機能１６ｂによって行なわれる各処理の処理手順は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１２に記憶されている。処理回路１６は、記憶回路１２からプログラムを読み出して実行することで、各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１６は、図２の処理回路１６内に示された各機能を有することとなる。

なお、図２では、処理回路１６が有する撮像条件制御機能１６ａ及び信号処理機能１６ｂが単一の処理回路１６によって実現される場合の例を示したが、実施形態はこれに限られない。例えば、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１６を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することによって各機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路１６が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。例えば、信号処理機能１６ｂは、撮影室に設置された処理基板に実装された処理回路が有していてもよい。

また、上述した第１の実施形態では、単一の記憶回路１２が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明したが、複数の記憶回路を分散して配置して、処理回路１６は個別の記憶回路から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。

図７は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００によって行われる傾斜磁場コイル２の冷却に関する処理の処理手順を示すフローチャートである。例えば、図７に示すように、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００では、撮像条件制御機能１６ａが、操作者から受け付けた各種パラメータの入力値に基づいて撮像条件を設定する（ステップＳ１０１）。

そして、撮像条件制御機能１６ａは、設定した撮像条件に基づいて、冷却装置７０によって供給される冷媒の流量を決定する（ステップＳ１０２）。また、撮像条件制御機能１６ａは、設定した撮像条件に基づいて、切替装置８０によって主冷却管３０及び局所冷却管４０それぞれに供給される冷媒の流量割合を決定する（ステップＳ１０３）。

そして、撮像が開始された後に（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、信号処理機能１６ｂが、傾斜磁場コイル２の温度に基づいて、冷却装置７０によって供給される冷媒の流量を切り替える（ステップＳ１０５）。また、信号処理機能１６ｂは、傾斜磁場コイル２の温度に基づいて、切替装置８０によって主冷却管３０及び局所冷却管４０それぞれに供給される冷媒の流量割合を切り替える（ステップＳ１０６）。

その後、信号処理機能１６ｂは、撮像が終了するまでの間は（ステップＳ１０７，Ｎｏ）、ステップＳ１０５及びＳ１０６の処理を繰り返し実行する。

ここで、ステップＳ１０１～Ｓ１０３の処理は、例えば、処理回路１６が撮像条件制御機能１６ａに対応する所定のプログラムを記憶回路１２から呼び出して実行することにより実現される。また、ステップＳ１０４～Ｓ１０７の処理は、例えば、処理回路１６が信号処理機能１６ｂに対応する所定のプログラムを記憶回路１２から呼び出して実行することにより実現される。

なお、図７において、撮像条件制御機能１６ａが冷媒の流量を決定する処理（ステップＳ１０２）、及び、冷媒の流量割合を決定する処理（ステップＳ１０３）については、実行順序が逆になってもよいし、並行して実行されてもよい。また、信号処理機能１６ｂが冷媒の流量を切り替える処理（ステップＳ１０５）、及び、冷媒の流量割合を切り替える処理（ステップＳ１０６）についても、実行順序が逆になってもよいし、並行して実行されてもよい。

上述したように、第１の実施形態では、主冷却管３０が、傾斜磁場コイル２を全体的に冷却し、局所冷却管４０が、傾斜磁場コイル２を局所的に冷却する。そして、切替装置８０が、主冷却管３０及び局所冷却管４０それぞれに供給される冷媒の状態を切り替える。したがって、第１の実施形態によれば、傾斜磁場コイルの発熱分布に応じて冷却箇所を最適化することができる。

一般的に、傾斜磁場コイル２において、発熱するコイルは撮像条件に依存するため、傾斜磁場コイル２内で発熱箇所に偏りが生じると考えられる。そのため、例えば、冷却管を傾斜磁場コイル２の周方向に螺旋状に設置して傾斜磁場コイル２全体を冷却するようにしても、傾斜磁場コイル２内で温度勾配が発生することになる。

これに対し、第１の実施形態によれば、傾斜磁場コイル２内で他の箇所と比べて大きく発熱する箇所を重点的に冷却することができるため、傾斜磁場コイル２の温度勾配を低減させることが可能になる。この結果、冷却効率が向上し、傾斜磁場コイル２の耐用年数を増加させることができる。また、傾斜磁場コイル２の温度が下がることで、画質を向上させることができる。さらに、温度に厳しい条件で撮像条件を組むことができるようになり、これまでは不可能だった撮像が可能になる。

なお、上述した第１の実施形態では、冷却装置７０が、主冷却管３０及び局所冷却管４０に供給される冷媒の流量を変化させる場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。

例えば、冷却装置７０は、流量を変化させる代わりに、冷媒の温度を変化させてもよい。または、冷却装置７０は、流量及び温度の両方を変化させてもよい。その場合には、処理回路１６の信号処理機能１６ｂが、主温度センサ５０によって計測された温度、及び、局所温度センサ６０によって計測された温度がそれぞれ所定の温度より高い場合に、冷却装置７０によって供給される冷媒の温度を低下させる。逆に、主温度センサ５０によって計測された温度、及び、局所温度センサ６０によって計測された温度がそれぞれ所定の温度より低い場合には、信号処理機能１６ｂは、冷却装置７０によって供給される冷媒の温度を上昇させる。

または、冷却装置７０は、流量を変化させる代わりに、冷媒の流速を変化させてもよい。その場合には、処理回路１６の信号処理機能１６ｂが、主温度センサ５０によって計測された温度、及び、局所温度センサ６０によって計測された温度がそれぞれ所定の温度より高い場合に、冷却装置７０によって供給される冷媒の流速を増加させる。逆に、主温度センサ５０によって計測された温度、及び、局所温度センサ６０によって計測された温度がそれぞれ所定の温度より低い場合には、信号処理機能１６ｂは、冷却装置７０によって供給される冷媒の流速を減少させる。

以上、第１の実施形態について説明したが、上述した第１の実施形態は、ＭＲＩ装置１００が有する構成要素の一部を適宜に変形して実施することも可能である。そこで、以下では、第１の実施形態に係る変形例を他の実施形態として説明する。なお、以下に示す実施形態では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明することとし、第１の実施形態又は他の実施形態と共通する内容については詳細な説明を省略する。

（第２の実施形態）
例えば、上述した実施形態では、切替装置８０が、主冷却管３０及び局所冷却管４０それぞれに供給される冷媒の流量割合を切り替える場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、切替装置８０は、主冷却管３０及び局所冷却管４０それぞれに供給される冷媒の流れる向きを切り替えてもよい。そこで、以下では、そのような場合の例を第２の実施形態として説明する。

本実施形態では、例えば、処理回路１６の撮像条件制御機能１６ａが、撮像条件に基づいて、撮像が開始される前に、切替装置８０によって主冷却管３０及び局所冷却管４０それぞれに供給される冷媒の流れる向きを切り替える。また、本実施形態では、例えば、処理回路１６の信号処理機能１６ｂが、傾斜磁場コイル２の温度に基づいて、撮像中に、切替装置８０によって主冷却管３０及び局所冷却管４０それぞれに供給される冷媒の流れる向きを切り替える。

なお、本実施形態では、主温度センサ５０が、傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側の温度と、他端側の温度とをそれぞれ別に計測する。また、本実施形態では、局所温度センサ６０が、Ｘコイル２Ｘに含まれる各コイルループの温度と、Ｙコイル２Ｙに含まれる各コイルループの温度とをそれぞれ別に計測する。

図８は、第２の実施形態に係る冷媒の流れの制御方法を示す図である。なお、図８では、説明の便宜上、図６と同様に、傾斜磁場コイル２に含まれるＸコイル２Ｘ及びＹコイル２Ｙそれぞれについて、傾斜磁場コイル２の軸に対して水平方向又は鉛直方向の同じ側に配置された二つのコイルループを模擬的に示している。

例えば、撮像条件制御機能１６ａは、撮像条件に基づいて、撮像中にＸコイル２Ｘの温度がＹコイル２Ｙの温度より高くなると想定される場合には、Ｘコイル２Ｘに含まれるコイルループの付近、及び、Ｙコイル２Ｙに含まれるコイルループの付近の順に冷媒が流れるように（図８に示す実線の矢印を参照）、切替装置８０によって第１の局所冷却管４１及び第２の局所冷却管４２それぞれに供給される冷媒の流れる向きを切り替える。逆に、撮像条件に基づいて、撮像中にＹコイル２Ｙの温度がＸコイル２Ｘの温度より高くなると想定される場合には、撮像条件制御機能１６ａは、Ｙコイル２Ｙに含まれるコイルループの付近、及び、Ｘコイル２Ｘに含まれるコイルループの付近の順に冷媒が流れるように（図８に示す破線の矢印を参照）、切替装置８０によって第１の局所冷却管４１及び第２の局所冷却管４２それぞれに供給される冷媒の流れる向きを切り替える。

また、例えば、信号処理機能１６ｂは、撮像中に、局所温度センサ６０によって計測されたＸコイル２Ｘの温度がＹコイル２Ｙの温度より高くなった場合には、Ｘコイル２Ｘに含まれるコイルループの付近、及び、Ｙコイル２Ｙに含まれるコイルループの付近の順に冷媒が流れるように（図８に示す実線の矢印を参照）、切替装置８０によって第１の局所冷却管４１及び第２の局所冷却管４２それぞれに供給される冷媒の流れる向きを切り替える。逆に、撮像中に、局所温度センサ６０によって計測されたＹコイル２Ｙの温度がＸコイル２Ｘの温度より高くなった場合には、信号処理機能１６ｂは、Ｙコイル２Ｙに含まれるコイルループの付近、及び、Ｘコイル２Ｘに含まれるコイルループの付近の順に冷媒が流れるように（図８に示す破線の矢印を参照）、切替装置８０によって第１の局所冷却管４１及び第２の局所冷却管４２それぞれに供給される冷媒の流れる向きを切り替える。

また、例えば、撮像条件制御機能１６ａは、撮像条件に基づいて、撮像中に傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側の温度が他端側の温度より高くなると想定される場合には、傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側から他端側へ冷媒が流れるように、切替装置８０によって主冷却管３０に供給される冷媒の流れる向きを切り替える。逆に、撮像条件に基づいて、撮像中に傾斜磁場コイル２の軸方向の他端側の温度が一端側の温度より高くなると想定される場合には、傾斜磁場コイル２の軸方向の他端側から一端側へ冷媒が流れるように、切替装置８０によって主冷却管３０に供給される冷媒の流れる向きを切り替える。

また、例えば、信号処理機能１６ｂは、撮像中に、主温度センサ５０によって計測された傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側の温度が他端側の温度より高くなった場合には、傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側から他端側へ冷媒が流れるように、切替装置８０によって主冷却管３０に供給される冷媒の流れる向きを切り替える。逆に、撮像中に、主温度センサ５０によって計測された傾斜磁場コイル２の軸方向の他端側の温度が一端側の温度より高くなった場合には、信号処理機能１６ｂは、傾斜磁場コイル２の軸方向の他端側から一端側へ冷媒が流れるように、切替装置８０によって主冷却管３０に供給される冷媒の流れる向きを切り替える。

このように、第２の実施形態では、主冷却管３０及び局所冷却管４０それぞれに供給される冷媒の流れる向きを切り替えることによって、傾斜磁場コイル２内で発熱量が多くなる箇所に冷媒を流すことができるようになる。これにより、傾斜磁場コイル２の発熱箇所に偏りが発生した場合に、傾斜磁場コイル２内で温度が高くなる箇所により冷たい冷媒を流すことができるようになり、傾斜磁場コイル２の冷却効率をより向上させることができる。

（第３の実施形態）
また、上述した実施形態では、局所冷却管４０が、傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側に配置された第１の局所冷却管４１と、他端側に配置された第２の局所冷却管４２とを含む場合の例を説明したが（例えば、図６及び８を参照）、実施形態はこれに限られない。そこで、以下では、局所冷却管４０の構成に関する他の例を第３の実施形態として説明する。

図９は、第３の実施形態に係る局所冷却管の一例を示す図である。例えば、図９に示す例では、局所冷却管１４０は、傾斜磁場コイル２の軸方向の中心付近で交差するように配管された第１の局所冷却管１４１及び第２の局所冷却管１４２を含んでいる。

第１の局所冷却管１４１は、傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側（図９における左側）に冷媒の流入口を有し、他端側（図９における右側）に冷媒の流出口を有している。そして、第１の局所冷却管１４１は、流入口から流入した冷媒を、Ｘコイル２Ｘに含まれるコイルループのうちの傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側に配置されたコイルループの付近、及び、Ｙコイル２Ｙに含まれるコイルループのうちの傾斜磁場コイル２の軸方向の他端側に配置されたコイルループの付近の順に流通させた後に、流出口から排出するように配管されている（図９に示す実線の矢印を参照）。

一方、第２の局所冷却管１４２は、傾斜磁場コイル２の軸方向の他端側（図９における右側）に冷媒の流入口を有し、一端側（図９における左側）に冷媒の流出口を有している。そして、第２の局所冷却管１４２は、流入口から流入した冷媒を、Ｙコイル２Ｙに含まれるコイルループのうちの傾斜磁場コイル２の軸方向の他端側に配置されたコイルループの付近、及び、Ｘコイル２Ｘに含まれるコイルループのうちの傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側に配置されたコイルループの付近の順に流通させた後に、流出口から排出するように配管されている（図９に示す実線の矢印を参照）。

ここで、例えば、図９に示す例において、第２の実施形態のように、切替装置８０が、局所冷却管４０に供給される冷媒の流れる向きを切り替えてもよい。その場合には、撮像条件制御機能１６ａ及び信号処理機能１６ｂが、撮像中にＸコイルの温度がＹコイルの温度より高くなる場合に、Ｘコイル２Ｘに含まれるコイルループの付近、及び、Ｙコイル２Ｙに含まれるコイルループの付近の順に冷媒が流れるように（図９に示す実線の矢印を参照）、切替装置８０によって第１の局所冷却管１４１及び第２の局所冷却管１４２それぞれに供給される冷媒の流れる向きを切り替える。逆に、撮像中にＹコイルの温度がＸコイルの温度より高くなる場合には、撮像条件制御機能１６ａ及び信号処理機能１６ｂは、Ｙコイル２Ｙに含まれるコイルループの付近、及び、Ｘコイル２Ｘに含まれるコイルループの付近の順に冷媒が流れるように（図９に示す破線の矢印を参照）、切替装置８０によって第１の局所冷却管１４１及び第２の局所冷却管１４２それぞれに供給される冷媒の流れる向きを切り替える。

このように、第３の実施形態でも、局所冷却管１４０に供給される冷媒の流れる向きを切り替えることによって、傾斜磁場コイル２内で発熱量が多くなる箇所に冷媒を流すことができるようになる。これにより、第２の実施形態と同様に、傾斜磁場コイル２の発熱箇所に偏りが発生した場合に、傾斜磁場コイル２内で温度が高くなる箇所により冷たい冷媒を流すことができるようになり、傾斜磁場コイル２の冷却効率をより向上させることができる。

図１０及び１１は、第３の実施形態に係る局所冷却管の他の例を示す図である。例えば、図１０に示す例では、局所冷却管２４０は、Ｘコイル２Ｘに含まれる各コイルループの付近に別々に配管された第１の局所冷却管２４１及び第２の局所冷却管２４２と、Ｙコイル２Ｙに含まれる各コイルループの付近に別々に配管された第３の局所冷却管２４３及び第４の局所冷却管２４４とを含んでいる。

第１の局所冷却管２４１は、傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側（図１０における左側）に冷媒の流入口及び流出口を有している。そして、第１の局所冷却管２４１は、流入口から流入した冷媒を、Ｘコイル２Ｘに含まれるコイルループのうちの傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側に配置されたコイルループの付近に流通させた後に、流出口から排出するように配管されている（図１０に示す実線の矢印を参照）。

また、第２の局所冷却管２４２は、傾斜磁場コイル２の軸方向の他端側（図１０における右側）に冷媒の流入口及び流出口を有している。そして、第２の局所冷却管２４２は、流入口から流入した冷媒を、Ｘコイル２Ｘに含まれるコイルループのうちの傾斜磁場コイル２の軸方向の他端側に配置されたコイルループの付近に流通させた後に、流出口から排出するように配管されている（図１０に示す実線の矢印を参照）。

一方、第３の局所冷却管２４３は、傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側（図１０における左側）に冷媒の流入口及び流出口を有している。そして、第３の局所冷却管２４３は、流入口から流入した冷媒を、Ｙコイル２Ｙに含まれるコイルループのうちの傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側に配置されたコイルループの付近に流通させた後に、流出口から排出するように配管されている（図１０に示す破線の矢印を参照）。

また、第４の局所冷却管２４４は、傾斜磁場コイル２の軸方向の他端側（図１０における右側）に冷媒の流入口及び流出口を有している。そして、第４の局所冷却管２４４は、流入口から流入した冷媒を、Ｙコイル２Ｙに含まれるコイルループのうちの傾斜磁場コイル２の軸方向の他端側に配置されたコイルループの付近に流通させた後に、流出口から排出するように配管されている（図１０に示す破線の矢印を参照）。

なお、例えば、図１１に示すように、第１の局所冷却管２４１及び第３の局所冷却管２４３は、それぞれ、傾斜磁場コイル２の軸方向の他端側（図１１における右側）に冷媒の流出口を有していてもよい。また、例えば、図１１に示すように、第２の局所冷却管２４２及び第４の局所冷却管２４４は、それぞれ、傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側（図１１における左側）に冷媒の流出口を有していてもよい。

ここで、例えば、図１０又は１１に示す例において、切替装置８０が、第１の局所冷却管２４１及び第２の局所冷却管２４２に供給される冷媒と、第３の局所冷却管２４３及び第４の局所冷却管２４４に供給される冷媒との流量割合を切り替えてもよい。その場合には、撮像条件制御機能１６ａ及び信号処理機能１６ｂが、撮像中にＸコイルの温度がＹコイルの温度より高くなる場合に、
第３の局所冷却管２４３及び第４の局所冷却管２４４と比べて第１の局所冷却管２４１及び第２の局所冷却管２４２に流れる冷媒の量が多くなるように（図１０及び１１に示す実線の矢印を参照）、切替装置８０によって第１の局所冷却管２４１及び第２の局所冷却管２４２に供給される冷媒の流量割合を増加させる。逆に、撮像中にＹコイルの温度がＸコイルの温度より高くなる場合には、撮像条件制御機能１６ａ及び信号処理機能１６ｂは、第１の局所冷却管２４１及び第２の局所冷却管２４２と比べて第３の局所冷却管２４３及び第４の局所冷却管２４４に流れる冷媒の量が多くなるように、切替装置８０によって第３の局所冷却管２４３及び第４の局所冷却管２４４に供給される冷媒（図１０及び１１に示す破線の矢印を参照）の流量割合を増加させる。

このように、第３の実施形態では、傾斜磁場コイル２に含まれる各コイルの発熱量に応じて、複数の局所冷却管それぞれに供給される冷媒の流量割合を切り替えることによって、傾斜磁場コイル２内で温度が大きく上昇する箇所を重点的に冷却することができる。これにより、傾斜磁場コイル２の冷却効率をより高めることができる。

（第４の実施形態）
また、上述した実施形態では、局所冷却管が、Ｘコイル２Ｘ及びＹコイル２Ｙに含まれる各コイルループの中心付近で、コイルループの中心から外側に向かって徐々に広がる渦状に配管されている場合の例を説明したが（例えば、図６、８～１１を参照）、実施形態はこれに限られない。そこで、以下では、局所冷却管の配管に関する他の例を第４の実施形態として説明する。

図１２は、第４の実施形態に係る局所冷却管の一例を示す図である。なお、図１２では、説明の便宜上、傾斜磁場コイル２に含まれる三つのコイルのうち、Ｘコイル２Ｘのみを示している。

例えば、図１２に示すように、本実施形態に係る局所冷却管３４０は、第１の局所冷却管３４１と、第２の局所冷却管３４２とを含んでいる。

第１の局所冷却管３４１は、傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側（図１２に示す左側）に冷媒の流入口を有し、他端側（図１２に示す右側）に冷媒の流出口を有している。ここで、第１の局所冷却管３４１は、傾斜磁場コイル２の軸方向の一端からＸコイル２Ｘに含まれるコイルループのうちの傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側に配置されたコイルループの中心までの間は直線的に配管されており、当該コイルループの中心付近では、Ｘコイル２Ｘの周方向に沿って巻回する螺旋状に配管されている。即ち、第１の局所冷却管３４１は、傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側において、磁束の鎖交が多くなる箇所で密になるように配管されている。

第２の局所冷却管３４２は、傾斜磁場コイル２の軸方向の一端側（図１２に示す左側）に冷媒の流入口を有し、他端側（図１２に示す右側）に冷媒の流出口を有している。ここで、第２の局所冷却管３４２は、傾斜磁場コイル２の軸方向の一端からＸコイル２Ｘに含まれるコイルループのうちの傾斜磁場コイル２の軸方向の他端側に配置されたコイルループの中心までの間は直線的に配管されており、当該コイルループの中心付近では、Ｘコイル２Ｘの周方向に沿って巻回する螺旋状に配管されている。即ち、第２の局所冷却管３４２は、傾斜磁場コイル２の軸方向の他端側において、磁束の鎖交が多くなる箇所で密になるように配管されている。

なお、第１の局所冷却管３４１及び第２の局所冷却管３４２それぞれにおいて、冷媒の流入口と流出口とは逆になってもよい。

このように、第４の実施形態に係る局所冷却管３４０は、上述した実施形態で説明した局所冷却管と同様に、傾斜磁場コイル２における磁束の鎖交が多くなる箇所で密になるように配管されることになる。したがって、第４の実施形態でも、傾斜磁場コイル２内で他の箇所と比べて大きく発熱する箇所を重点的に冷却できるようになる。

（第５の実施形態）
また、上述した実施形態では、切替装置８０が、主冷却管３０及び局所冷却管４０それぞれに供給される冷媒の流量割合、又は、複数の局所冷却管それぞれに供給される冷媒の流量割合を切り替える場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、傾斜磁場コイル２に複数の主冷却管が設けられている場合には、切替装置８０は、複数の主冷却管それぞれに供給される冷媒の流量割合を切り替えてもよい。

図１３は、第５の実施形態に係る主冷却管の一例を示す図である。例えば、図１３に示すように、本実施形態では、ＭＲＩ装置１００が、主冷却管４３０として、第１の主冷却管４３１と第２の主冷却管４３２とを備えている。

第１の主冷却管４３１は、傾斜磁場コイル２が有する三つのコイル（Ｘコイル、Ｙコイル及びＺコイル）２Ｘ－Ｚの外周側に配管されている。また、第２の主冷却管４３２は、傾斜磁場コイル２が有する三つのコイル２Ｘ－Ｚの内周側に配管されている。

ここで、本実施形態では、主温度センサ５０が、傾斜磁場コイル２に含まれる三つのコイルの中で最も外側に配置されているコイルの温度と、最も内側に配置されているコイルの温度とをそれぞれ別に計測する。

そして、本実施形態では、撮像条件制御機能１６ａ及び信号処理機能１６ｂが、撮像中に最も外側に配置されているコイルの温度が最も内側に配置されているコイルの温度より高くなる場合に、第２の主冷却管４３２と比べて第１の主冷却管４３１に流れる冷媒の量が多くなるように、切替装置８０によって第１の主冷却管４３１に供給される冷媒の流量割合を増加させる。逆に、撮像中に最も内側に配置されているコイルの温度が最も外側に配置されているコイルの温度より高くなる場合には、撮像条件制御機能１６ａ及び信号処理機能１６ｂは、第１の主冷却管４３１と比べて第２の主冷却管４３２に流れる冷媒の量が多くなるように、切替装置８０によって第２の主冷却管４３２に供給される冷媒の流量割合を増加させる。

このように、第５の実施形態では、傾斜磁場コイル２に含まれる各コイルの発熱量に応じて、複数の主冷却管それぞれに供給される冷媒の流量割合を切り替えることによって、傾斜磁場コイル２内で温度が大きく上昇する範囲を重点的に冷却することができる。これにより、傾斜磁場コイル２の冷却効率をさらに高めることができる。

なお、上述した各実施形態では、傾斜磁場コイル２が有する各コイルと冷却管とが別体で構成される場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、傾斜磁場コイル２が有する各コイルと冷却管とが、一体に形成されていてもよい。具体的には、傾斜磁場コイル２が有する各コイルが中空の筒状に形成されており、筒の内側に冷媒を流通させる。その場合には、例えば、Ｚコイルが、主冷却管として機能し、Ｘコイル及びＹコイルが、局所冷却管として機能することになる。

また、上述した各実施形態では、静磁場磁石１及び傾斜磁場コイル２が略円筒状に形成された、いわゆるトンネル型のＭＲＩ装置１００について説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、上述した実施形態で説明した傾斜磁場コイル２を冷却するための構成は、被検体Ｓが配置される撮像空間を挟んで対向するように一対の静磁場磁石及び一対の傾斜磁場コイルを配置した、いわゆるオープン型のＭＲＩ装置にも同様に適用することが可能である。

また、上述した各実施形態は、それぞれが個別に実施される場合に限られず、適宜に組み合わせて実施されてもよい。

また、上述した各実施形態の説明で用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。ここで、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合には、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。また、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて一つのプロセッサとして構成され、その機能を実現するようにしてもよい。

ここで、プロセッサによって実行されるプログラムは、ＲＯＭ（Read Only Memory）や記憶回路等に予め組み込まれて提供される。なお、このプログラムは、これらの装置にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ（Compact Disk）－ＲＯＭ、ＦＤ（Flexible Disk）、ＣＤ－Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録されて提供されてもよい。また、このプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードされることにより提供又は配布されてもよい。例えば、このプログラムは、上述した各機能部を含むモジュールで構成される。実際のハードウェアとしては、ＣＰＵが、ＲＯＭ等の記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、各モジュールが主記憶装置上にロードされて、主記憶装置上に生成される。

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、傾斜磁場コイルの発熱分布に応じて冷却箇所を最適化することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

２ 傾斜磁場コイル
３０ 主冷却管
４０ 局所冷却管
５０ 主温度センサ
６０ 局所温度センサ
７０ 冷却装置
８０ 切替装置

Claims (7)

1. 被検体が配置される撮像空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルと、
   前記傾斜磁場コイルを全体的に冷却する第１の冷却管と、
   前記傾斜磁場コイルを局所的に冷却する第２の冷却管と、
   前記第１の冷却管及び前記第２の冷却管それぞれに供給される冷媒の状態を切り替える切替部と
   を備える、磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記第２の冷却管は、前記傾斜磁場コイルの中で他の箇所と比べて発熱量が多くなる箇所を局所的に冷却する、
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記切替部は、前記傾斜磁場コイルの温度に基づいて、前記冷媒の状態を切り替える、
   請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記切替部は、撮像条件に基づいて、前記冷媒の状態を切り替える、
   請求項１～３のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記冷媒の流量又は温度を変化させる冷却部をさらに備える、
   請求項１～４のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記第２の冷却管は、前記傾斜磁場コイルにおける磁束の鎖交が多くなる箇所で密になるように配管されている、
   請求項１～５のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記第２の冷却管は、前記傾斜磁場コイルの端部から前記磁束の鎖交が多くなる箇所までの間は直線的に配管されている、
   請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。

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